CAES 技术的比较和替代方案 在讨论绝热 CAES(例如 Storelectric 提出的技术)时,了解不同类型的 CAES 非常重要 — 本质上是传统、等温和绝热,以及这些类型的变体。它们的性质非常不同,尤其是绝热 CAES 经常与等温 CAES 混淆,例如 Lightsail、SustainX 和 General Compression 提出的 CAES。事实上,两者根本不同。请注意,所有效率均引用电网到电网和寿命,而电池通常引用端到端 [忽略辅助负载] 和第 1 天 [忽略退化]。还要注意,电池往往会引用不包括土地、电网连接、开发成本等的安装成本,而这些都包含在 Storelectric 的所有估算中。 CAES 压缩空气能储能 (CAES) 使用多余或廉价的能源(例如来自电网或可再生能源发电)将空气压缩至高压 — 通常为 70bar。当再次需要能量时,空气被释放来为涡轮机提供动力(或辅助动力),从而再生电能。由于压缩空气的能量密度不高,需要大量的空气,因此采用地质储存;现有的CAES 采用盐穴,这是目前用于大量储存天然气和其他碳氢化合物、危险废物等的众所周知的技术。尽管欧洲近 1/3 的天然气储量都存储在盐穴中,但从未发生过盐穴坍塌的情况。盐穴是人工建造的,位于盐盆内,世界各地都有。传统CAES 将空气压缩到 70bar 时,温度会升高到 ~650 o C。但空气不能储存在高于 ~42 o C 的盐穴中,否则盐穴会恶化。因此,传统的CAES 会将压缩热浪费在冷却塔中。然而,在大约环境温度下从 70bar 膨胀会使空气冷却至约 -150 o C。这不仅会冻结环境,还会冻结设备,从而破坏设备,因此需要重新加热。传统的 CAES 通过燃烧气体来吸收膨胀热量。Huntorf 和 McIntosh 使用的方法是将压缩空气送入燃气轮机,从而使涡轮机更省油。但它仍然燃烧同等规模发电站 50-60% 的天然气(对于 McIntosh;Huntorf 为 60-70%),其往返效率(所有能量输出:输入)最多为 50%(Huntorf 为 42%),尽管更现代的设备希望达到约 54%。由于膨胀是通过经过特殊改造的涡轮机进行的,因此传统的 CAES 仅适用于固定尺寸。Storelectric 的 CCGT CAES 是传统的(“CCGT” 因为它基于联合循环发电站的设计),但具有以下优点:
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